專利名稱：燃料噴射狀態(tài)感測設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于感測壓力波形并且用于基于所感測的壓力波形來估計燃料噴射狀態(tài)的燃料噴射狀態(tài)感測設備，其中所述壓力波形指示隨著燃料噴射而在燃料供應通道中發(fā)生的燃料壓力的改變。
背景技術(shù)：
為了精確地控制內(nèi)燃機的輸出轉(zhuǎn)矩和排放狀態(tài)，精確地控制諸如從噴射器的噴射孔噴射出的燃料的噴射量和噴射開始時刻之類的噴射器的噴射狀態(tài)是很重要的。因此，例如，專利文件1和專利文件2 (JP-A-2010-3004和JP-A-2009-579M)中的每一個專利文件均描述了一種用于通過使用燃料壓力傳感器來感測隨著噴射而在延伸至噴射孔的燃料供應通道中發(fā)生的燃料壓力的改變，以感測實際的噴射狀態(tài)(例如，噴射開始時刻和噴射量) 的技術(shù)。如果可以通過這種方式來感測實際的噴射狀態(tài)，則可以基于感測結(jié)果來精確地控制噴射狀態(tài)。例如，根據(jù)專利文件2，獲取使用燃料壓力傳感器所感測的壓力波形，并且檢測出現(xiàn)在壓力波形中的改變點P1、P2、P3(參照圖2(c))。基于改變點P1、P2、P3的出現(xiàn)時刻和壓力值來計算實際的噴射狀態(tài)(噴射開始時刻R1、噴射結(jié)束時刻R4、噴射量Q等等)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，本發(fā)明的發(fā)明人進行的各種檢驗揭示了以下事實。即，使用燃料壓力傳感器所感測的壓力波形并沒有反應實際上的噴射狀態(tài)。而是，在壓力波形中出現(xiàn)了獨立于噴射狀態(tài)而發(fā)生的脈動(pulsation)。首先，下面將參照圖3來解釋在上面提到的檢驗中使用的噴射器的結(jié)構(gòu)，其中圖3 是圖1的放大圖。座面1 形成于噴射器10的閥構(gòu)件12上。如果座面1 位于主體11 的支撐面lie上(參照圖1)，則高壓通道Ila被阻塞，并且噴射孔lib關(guān)閉。因此，噴射速率變?yōu)?。如果座面12a與支撐面lie分離(參照圖3)，則高壓通道Ila被打開并且噴射孔lib打開。在閥構(gòu)件12已經(jīng)執(zhí)行閥打開操作并且移動到完全上升(full-lift)位置的狀態(tài)中(參照圖3(a))，高壓通道Ila的流道面積在噴射孔lib的部分處被最小化。因此，致使噴射燃料的流速受到噴射孔lib的限制的噴射孔限制狀態(tài)發(fā)生。噴射孔限制狀態(tài)繼續(xù)(參照圖3(b))到在閥關(guān)閉操作開始以后閥構(gòu)件12的沖程量(stroke amount)(上升量)達到預定量為止。如果閥構(gòu)件12的沖程量變?yōu)樾∮陬A定量，則高壓通道Ila的流道面積在座面 12a的部分處被最小化。因此，致使流速受到座面12a的限制的座限制狀態(tài)發(fā)生(參照圖 3(c))。也即是說，如果閥構(gòu)件12開始從完全上升位置向閥關(guān)閉位置移動，則進行從噴射孔限制狀態(tài)到座限制狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變時刻R3(參照圖2(b))處，實際的噴射速率(即， 每單位時間的噴射量)開始減小。噴射速率在閥構(gòu)件12到達閥關(guān)閉位置的時刻R4處變?yōu)?。
鑒于這一點，最初已經(jīng)假設在進行從噴射孔限制狀態(tài)到座限制狀態(tài)的轉(zhuǎn)變的時刻處壓力波形開始增加。然而，據(jù)顯示，緊接在轉(zhuǎn)變到座限制狀態(tài)之前，在實際檢驗的壓力波形中出現(xiàn)脈動(即，少量的壓力增加)(如由圖2(c)中的鏈式線B包圍的區(qū)域所示)。本發(fā)明的發(fā)明人考慮如下這種脈動B出現(xiàn)的機制。S卩，如果閥構(gòu)件12從完全上升位置向閥關(guān)閉位置移動，則作為高壓通道Ila的容納閥構(gòu)件12的部分的閥構(gòu)件容納室Ilf的體積減小。因此，高壓通道Ila內(nèi)的燃料壓力略微增加與體積的減小對應的量。該增加在壓力波形中作為脈動B出現(xiàn)。也即是說，如果閥構(gòu)件12開始向閥關(guān)閉位置移動，即使是在噴射孔限制狀態(tài)中，則在時刻P3a處，由于閥構(gòu)件容納室Ilf的體積的減小，因此作為少量壓力增加的脈動B出現(xiàn)。此后，由于轉(zhuǎn)變到座限制狀態(tài)，因此壓力增加在時刻P3處開始。即使在閥構(gòu)件12達到閥關(guān)閉位置以后，壓力也保持增加。上面考慮的因素導致以下問題。S卩，壓力波形中從時刻P3開始的壓力增加顯示了噴射速率的減小，而脈動B在噴射速率不改變的情況下也會出現(xiàn)。因此，可以認為，脈動B 是由除了噴射以外的其它影響引起的波形。因此，專利文件1和專利文件2中的每一個均基于包括脈動B的壓力波形來計算噴射速率，其方法不能以較高的精確度來感測實際的噴射速率(噴射狀態(tài))。本發(fā)明的目的是提供一種能夠以較高的精確度來感測實際噴射狀態(tài)的燃料噴射狀態(tài)感測設備。根據(jù)本發(fā)明的第一示例性方面，假設燃料噴射狀態(tài)感測設備被應用于燃料噴射系統(tǒng)，所述燃料噴射系統(tǒng)具有噴射器，所述噴射器用于通過使打開和關(guān)閉噴射孔的閥構(gòu)件進行打開操作來從所述噴射孔噴射要在內(nèi)燃機中燃燒的燃料；以及具有燃料壓力傳感器，所述燃料壓力傳感器用于感測延伸至所述噴射孔的燃料供應通道中的燃料壓力。燃料噴射狀態(tài)感測設備具有壓力波形獲取部件、脈動模型存儲部件、脈動模型選擇部件、脈動移除部件和噴射狀態(tài)估計部件。所述壓力波形獲取部件基于所述燃料壓力傳感器的感測值來獲取指示隨著燃料噴射而在所述燃料供應通道中發(fā)生的燃料壓力的改變的壓力波形。所述脈動模型存儲部件預先存儲將所述壓力波形中的脈動建模為多種類型的模式的脈動模型，所述壓力波形中的脈動是隨著所述閥構(gòu)件向閥關(guān)閉位置的移動而發(fā)生的。所述脈動模型選擇部件從多種類型的脈動模型中選擇與出現(xiàn)在所述壓力波形中的實際脈動最接近的所述脈動模型。所述脈動移除部件通過從所述壓力波形中減去由所述脈動模型選擇部件選擇的所述脈動模型，來計算移除了脈動的波形。所述噴射狀態(tài)估計部件基于所述移除了脈動的波形來估計所述噴射孔的所述燃料噴射的燃料噴射狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，隨著所述閥構(gòu)件向所述閥關(guān)閉位置的移動而出現(xiàn)的所述壓力波形中的脈動被建模為多種類型的模式并且被存儲。選擇與所述實際脈動最接近的所述脈動模型。從壓力波形中減去所選擇的脈動模型，以計算所述移除了脈動的波形。因此， 從壓力波形中移除了由于除了噴射以外的影響而產(chǎn)生的脈動，因而可以提高經(jīng)校正的壓力波形(即，移除了脈動的波形)與噴射狀態(tài)之間的相關(guān)性。噴射狀態(tài)是基于具有提高的相關(guān)性的移除了脈動的波形來估計的，因此可以以較高的精確度來感測噴射狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第二示例性方面，脈動模型選擇部件基于供應給噴射器的燃料的供應壓力來選擇脈動模型。如上所述，上面提到的脈動是由于閥構(gòu)件容納室Ilf的體積的減小引起的燃料壓力略微增加的現(xiàn)象。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在此段時間供應給噴射器的燃料的壓力(即，供應壓力)不同，則該脈動的形狀是不同的。根據(jù)本發(fā)明的考慮到這一發(fā)現(xiàn)的上述方面，脈動模型是基于供應壓力來選擇的，因此可以以較高的精確度來選擇與實際脈動最接近的脈動模型。因此，可以提高移除了脈動的波形的計算精確度，并且可以提高燃料噴射狀態(tài)的估計精確度。根據(jù)本發(fā)明的第三示例性方面，噴射器被分別提供給多缸內(nèi)燃機的多個氣缸，并且燃料壓力傳感器被分別提供給噴射器。脈動模型選擇部件通過將使用燃料壓力傳感器中的與未執(zhí)行噴射的噴射器對應的燃料壓力傳感器所感測到的壓力視為供應壓力，來執(zhí)行所述選擇?？梢哉J為使用非噴射氣缸的燃料壓力傳感器所感測的壓力表示供應壓力。因此， 例如，本發(fā)明的上述方面可以使得無須向積蓄由燃料泵供應的燃料并且向多個噴射器分配并供應這些燃料的分配容器提供專用于感測供應壓力的燃料壓力傳感器。根據(jù)本發(fā)明的第四示例性方面，脈動移除部件基于向噴射器輸出噴射結(jié)束命令信號的時刻來將壓力波形的相位與脈動模型的相位相互關(guān)聯(lián)，并且通過在所述相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)中從壓力波形中減去脈動模型，來計算移除了脈動的波形。除非移除了脈動的波形是通過在壓力波形的相位與脈動模型的相位相互精確關(guān)聯(lián)和匹配的狀態(tài)中從壓力波形中減去脈動模型來計算的，否則移除了脈動的波形的精確度降低。針對該問題，本發(fā)明的發(fā)明人通過關(guān)注輸出噴射結(jié)束命令信號的時刻和脈動出現(xiàn)的時刻之間的高度相關(guān)性來提出上述發(fā)明。也即是說，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，壓力波形的相位和脈動模型的相位基于噴射結(jié)束命令信號的輸出時刻而相互關(guān)聯(lián)。因此，可以提高移除了脈動的波形的計算精確度，并且可以提高燃料噴射狀態(tài)的估計精確度。


通過研究形成了本申請的一部分的下列具體實施方式
、所附權(quán)利要求以及附圖， 將清楚實施例的特征和優(yōu)點以及操作方法和有關(guān)部分的功能。在附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有燃料噴射狀態(tài)感測設備的燃料噴射系統(tǒng)的示意圖；圖2(a)是示出了根據(jù)實施例的噴射命令信號的時間圖；圖2 (b)是示出了根據(jù)實施例的噴射速率波形的視圖；圖2(c)是示出了根據(jù)實施例的壓力波形的時間圖；圖3(a)是示出了根據(jù)實施例的處于完全上升狀態(tài)的閥構(gòu)件的視圖；圖3(b)是示出了根據(jù)實施例的處于噴射孔限制狀態(tài)的閥構(gòu)件的視圖；圖3(c)是示出了根據(jù)實施例的處于座限制狀態(tài)的閥構(gòu)件的視圖；圖4(a)是示出了根據(jù)實施例的噴射時間壓力波形W和非噴射時間壓力波形PC的視圖；圖4(b)是示出了根據(jù)實施例的經(jīng)校正的噴射時間壓力波形W-PC的視圖；圖4(c)是示出了根據(jù)實施例的移除了脈動的波形W-PC-M的視圖；以及
圖5是示出了根據(jù)實施例用于計算噴射速率波形的過程的流程圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料噴射狀態(tài)感測設備。根據(jù)本實施例的燃料噴射狀態(tài)感測設備被安裝在車輛的引擎(內(nèi)燃機)中。將向多個氣缸 #1-#4注入高壓燃料以引起壓縮自燃的柴油機假設為所述引擎。圖1是示出了安裝至引擎的相應氣缸的噴射器10、安裝至相應噴射器10的燃料壓力傳感器20以及作為電子控制單元安裝至車輛的ECU 30等的示意圖。首先，將解釋包括噴射器10的引擎的燃料噴射系統(tǒng)。通過高壓泵41將燃料箱40 中的燃料泵送(pumped)到共軌42(蓄壓容器)，并且對這些燃料進行積蓄。將積蓄的燃料分配并供應給相應氣缸的噴射器10 (#1-#4)。多個噴射器10(#1-#4)以預置的順序執(zhí)行燃料的噴射。將活塞泵用作高壓泵41。因此，以與活塞的往復移動同步的方式來間斷地泵送燃料。噴射器10具有如下解釋的主體11、針狀物形狀的閥構(gòu)件12、致動器13等等。主體11在其內(nèi)部限定了高壓通道11a，以及限定了用于噴射燃料的噴射孔lib。閥構(gòu)件12容納在主體11內(nèi)，并且打開和關(guān)閉噴射孔lib。背壓室Ilc形成于主體11中，以用于將背壓施加至閥構(gòu)件12。高壓通道Ila和低壓通道Ild與背壓室Ilc相連。通過控制閥14來切換高壓通道Ila或低壓通道Ild與背壓室Ilc之間的通信狀態(tài)。如果通過使諸如電磁線圈或壓力元件等的致動器13通電來按壓控制閥14并且使控制閥14在圖1中向下移動，則背壓室Ilc與低壓通道Ild進行通信， 并且背壓室Ilc中的燃料壓力減小。結(jié)果，施加至閥構(gòu)件12的背壓減小，閥構(gòu)件12執(zhí)行閥打開操作。如果通過使致動器13斷電來使控制閥14在圖1中向上移動，則背壓室Ilc與高壓通道Ila進行通信，背壓室Ilc中的燃料壓力增加。結(jié)果，施加至閥構(gòu)件12的背壓增加，閥構(gòu)件12執(zhí)行閥關(guān)閉操作。因此，通過使用E⑶30控制對致動器13的通電，來控制閥構(gòu)件12的打開操作和關(guān)閉操作。因此，根據(jù)閥構(gòu)件12的打開操作和關(guān)閉操作，從噴射孔lib噴射出從共軌42向高壓通道Ila供應的高壓燃料。例如，ECU 30基于引擎輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度、引擎載荷等來計算諸如噴射開始時刻、噴射結(jié)束時刻和噴射量等目標噴射狀態(tài)。ECU 30向致動器13輸出噴射命令信號，以達到所計算的目標噴射狀態(tài)，從而控制噴射器10的操作。ECU 30基于通過加速計操作量計算出的引擎旋轉(zhuǎn)速度和引擎載荷等來計算目標噴射狀態(tài)。例如，預先將與引擎載荷和引擎旋轉(zhuǎn)速度對應的最佳噴射狀態(tài)(噴射級數(shù)、噴射開始時刻、噴射結(jié)束時刻、噴射量等)存儲為噴射狀態(tài)映射。然后，ECU 30基于當前的引擎載荷和當前的引擎旋轉(zhuǎn)速度參照噴射狀態(tài)映射來計算目標噴射狀態(tài)?；谒嬎愕哪繕藝娚錉顟B(tài)來設置噴射命令信號tl、t2、Tq。例如，預先將與目標噴射狀態(tài)對應的噴射命令信號存儲為命令映射?；谒嬎愕哪繕藝娚錉顟B(tài)參照該命令映射來設置噴射命令信號。因此， 設置與引擎載荷和引擎旋轉(zhuǎn)速度對應的噴射命令信號并將所述噴射命令信號從ECU 30輸出到噴射器10。由于諸如噴射孔lib的磨損等噴射器10的老化退化，針對噴射命令信號的實際噴射狀態(tài)改變。因此，在本實施例中，如后面更詳細地描述的，通過基于使用燃料壓力傳感器20感測到的壓力波形計算燃料的噴射速率波形，來感測噴射狀態(tài)。獲得所感測的噴射狀態(tài)與噴射命令信號(脈沖起動時刻tl、脈沖停止時刻t2和脈沖起動時間段Tq)之間的相關(guān)性?；谒@得的結(jié)果，來校正在命令映射中存儲的噴射命令信號。因此，可以以較高的精確度來控制燃料噴射狀態(tài)，以使實際的噴射狀態(tài)與目標噴射狀態(tài)一致。接下來，將解釋燃料壓力傳感器20的硬件結(jié)構(gòu)。燃料壓力傳感器20具有如下解釋的閥桿21 (應變元件)、壓力傳感器元件22、鑄件IC 23等等。閥桿21固定至主體11。 在閥桿21中形成的隔膜部件21a接收流經(jīng)高壓通道Ila的高壓燃料的壓力并且彈性地變形。壓力傳感器元件22固定至隔膜部件21a。壓力傳感器元件22根據(jù)在隔膜部件21a中引起的彈性變形量來輸出壓力感測信號。通過鑄造樹脂以覆蓋諸如用于將從壓力傳感器元件22輸出的壓力感測信號進行放大的放大器電路等的電子元件來形成鑄件IC 23。鑄件IC 23與閥桿21 —起安裝至噴射器10。將連接器15提供到主體11之上。通過連接到連接器15的裝備16來將鑄件IC 23 和致動器13與E⑶30進行電連接。高壓通道Ila中的燃料的壓力(燃料壓力)隨著噴射孔lib的燃料噴射的開始而減小。燃料壓力隨著燃料噴射的結(jié)束而增加。也即是說，在燃料壓力的改變與噴射速率 (即，每個單位時間所噴射的噴射量)的改變之間存在相關(guān)性?？梢哉J為，可以從燃料壓力的改變來感測噴射速率的改變(即，實際的噴射狀態(tài))。將上面提到的噴射命令信號進行校正，以使所感測的實際噴射狀態(tài)與目標噴射狀態(tài)一致。因此，可以精確地控制噴射狀態(tài)。接下來，將參照圖2來解釋指示使用安裝至當前執(zhí)行燃料噴射的噴射器10的燃料壓力傳感器20來感測的燃料壓力改變的壓力波形與指示同一噴射器10的燃料噴射速率的改變的噴射速率波形之間的相關(guān)性。圖2(a)示出了從ECU 30向噴射器10的致動器13輸出的噴射命令信號。由于命令信號的脈沖起動，致動器13通電以進行操作，從而噴射孔lib打開。也即是說，噴射命令信號的脈沖起動時刻tl命令噴射開始，而噴射命令信號的脈沖停止時刻t2命令噴射結(jié)束。 因此，通過使用命令信號的脈沖起動時間段(噴射命令時間段Tq)控制噴射孔lib的閥打開時刻，來控制噴射量Q。圖2(b)示出了隨著上面提到的噴射命令而發(fā)生的噴射孔lib的燃料噴射的燃料噴射速率的改變(即，噴射速率波形)。圖2(c)示出了隨著噴射速率的改變而發(fā)生的并且使用安裝至當前執(zhí)行燃料噴射的噴射器10的燃料壓力傳感器20感測到的所感測壓力的改變(即，噴射時間壓力波形)。在噴射時間壓力波形與噴射速率波形之間存在下面解釋的相關(guān)性。因此，可以根據(jù)所感測的噴射時間壓力波形來估計(感測)噴射速率波形。S卩，如圖2 (a)所示，在作出噴射開始命令的時刻tl之后，噴射速率在時刻Rl處開始增加，從而開始噴射。當噴射速率在時刻Rl處開始增加以后經(jīng)過延遲Cl時，所感測的壓力在改變點Pl處開始減小。然后，當噴射速率在時刻R2處達到最大噴射速率時，所感測的壓力的減小在改變點P2處停止。然后，當噴射速率R在時刻R3處開始減小時，所感測的壓力在改變點P3處開始增加。然后，當噴射速率變?yōu)?并且實際噴射在時刻R4處結(jié)束時，所感測的壓力的增加在改變點P5處停止。由于在達到最大噴射速率之后立即從共軌42向高壓通道Ila供應燃料以補充由于燃料噴射而減少的高壓通道Ila中的燃料，因此在噴射時間壓力波形中出現(xiàn)了由鏈式線A包圍的區(qū)域中所示的脈動。如上所述，由于閥構(gòu)件容納室Ilf的體積在圖3(b)所示的噴射孔限制狀態(tài)期間隨著閥構(gòu)件12向閥關(guān)閉位置的移動而減小，因此在噴射時間壓力波形中出現(xiàn)了由鏈式線B包圍的區(qū)域中所示的脈動。如上所解釋的，在噴射時間壓力波形與噴射速率波形之間存在較高的相關(guān)性。噴射速率波形表示噴射開始時刻(Rl出現(xiàn)時刻)、噴射結(jié)束時刻(R4出現(xiàn)時刻)和噴射量(圖 2(b)中的有點區(qū)域)。因此，可以通過將噴射時間壓力波形轉(zhuǎn)換為噴射速率波形來感測噴射狀態(tài)。從共軌42向噴射器10分配和供應的燃料的壓力(分配供應壓力PC)時刻改變。 例如，圖4(a)中的實線示出了與執(zhí)行噴射的噴射氣缸對應的壓力波形W，而圖4(a)中的虛線示出了與壓力波形W同時感測的分配供應壓力PC的改變。分配供應壓力PC的改變是使用與未噴射燃料的噴射器10對應的燃料壓力傳感器20感測的。因此，當從氣缸#1的噴射器10 (#1)噴射出燃料而未從氣缸#2的噴射器10 (把)噴射出燃料時，通過氣缸#1的燃料壓力傳感器20感測到的壓力與噴射時間壓力波形相對應，而通過氣缸#2 (后缸)的燃料壓力傳感器20感測到的壓力與示出分配供應壓力PC的改變的非噴射時間壓力波形相對應。作為示例在圖4(a)中所示的非噴射時間壓力波形是在噴射開始以后逐漸減小的波形。這是因為分配供應壓力PC減小了從共軌42分配并供應給噴射氣缸的噴射器10的量。如果在燃料噴射期間使用高壓泵41來執(zhí)行泵送，則即使在燃料噴射期間分配供應壓力 PC也增加。也即是說，噴射時間壓力波形W受到分配供應壓力PC的改變(非噴射時間壓力波形)的影響。因此，通過從噴射時間壓力波形W中減去非噴射時間壓力波形，可以從噴射時間壓力波形W中移除分配供應壓力PC的改變的影響。圖4(b)中的實線示出了經(jīng)過這種減法校正的噴射時間壓力波形W-PC。作為示例在圖2(c)中所示的噴射時間壓力波形W是在假設分配供應壓力PC不改變并且減法之后的波形W-PC是與噴射時間壓力波形W相同的波形的情況下的波形。接下來，將解釋用于基于燃料壓力傳感器20的感測值(即，噴射時間壓力波形W) 來計算圖2(b)中所示的噴射速率波形的過程。圖5是示出了由ECU 30的微計算機執(zhí)行的噴射速率波形的計算處理過程的流程圖。在通過點火開關(guān)的啟動操作觸發(fā)并開始該處理以后，在預定的循環(huán)內(nèi)重復地執(zhí)行該處理。首先，在圖5中所示的S10(S是指“步驟”)(壓力波形獲取部件)中，獲取上面提到的使用與執(zhí)行燃料噴射的氣缸#1的噴射器10對應的燃料壓力傳感器20所感測的壓力波形W(圖4(a)中的實線)。在下面的S20中，獲取上面提到的使用與未執(zhí)行燃料噴射的氣缸#2的噴射器10對應的燃料壓力傳感器20所感測的非噴射時間壓力波形PC(圖4(a)中的虛線)。在下面的S30中，通過從在SlO中獲取的噴射時間壓力波形W中減去在S20中獲取的非噴射時間壓力波形PC，來校正噴射時間壓力波形W(參見圖4(b)中的實線)。因此， 從噴射時間壓力波形W中移除包括在噴射時間壓力波形W中的非噴射氣缸(后缸)的波形分量(供應壓力PC的改變)。預先將上面提到的脈動B建模為幾種類型的模式，例如，如圖2(c)中的符號Ml、 M2和M3所示。脈動模型Ml、M2和M3具有不同形狀的脈動。具體地說，模型Ml、M2、M3被限定為使得在模型M1、M2、M3之中指示壓力增加量的脈動高度(幅度)和指示壓力增加的時間段的脈動長度(周期)是不同的。預先將多種類型的脈動模型M1-M3存儲在諸如ECU 30的EEPROM等非易失性存儲器(脈動模型存儲部件)中。在圖5的S40(脈動模型選擇部件)中，從多種類型的脈動模型M1-M3中選擇與出現(xiàn)在經(jīng)校正的噴射時間壓力波形W-PC中的實際脈動B最接近的脈動模型(最佳脈動模型 M)。具體地說，預先以映射等形式將供應壓力PC與最佳脈動模型之間的關(guān)系存儲在ECU 30 中。然后，基于在S20中獲取的供應壓力PC參照映射來選擇具有與實際脈動B的波形的形狀最接近的形狀的最佳脈動模型M。脈動模型的形狀隨著供應壓力PC而改變。例如，當供應壓力PC增加時，脈動模型的脈動高度增加。當供應壓力PC增加時，脈動模型的脈動長度增加。因此，可以基于供應壓力PC來選擇最佳脈動模型M。例如，可以預先設置供應壓力PC與最佳脈動模型之間的關(guān)系，使得選擇出使脈動模型M1-M3中的一個脈動模型與脈動B之間的偏差量(即，相應時刻處的壓力差之和)最小化的脈動模型。該方案優(yōu)選地選擇最接近且最佳的脈動模型M?？商鎿Q地，可以預先設置供應壓力PC與最佳脈動模型之間的關(guān)系，使得選擇出使脈動模型M1-M3中的一個脈動模型與脈動B之間的幅度差和頻率差中的至少一個最小化的脈動模型。噴射開始之前的壓力PO (參照圖2 (c))可以用作用于上面提到的選擇的供應壓力 PC。更優(yōu)選地，應當使用輸出噴射結(jié)束命令信號的時刻t2時或之后的供應壓力PC。例如， 可以使用脈動M出現(xiàn)的時間段T20(參照圖4(b))中的供應壓力PC。具體地說，可以使用在時間段T20期間的供應壓力PC的平均值。輸出噴射結(jié)束命令信號的時刻t2之后經(jīng)過預定時間段TlO的時刻(參照圖2(a))可以用作時間段T20的開始時刻t3?？商鎿Q地，時刻 t2處的供應壓力PC或者時刻t3處的供應壓力PC可以用作用于上面提到的選擇的供應壓力PC。在下面的S50 (脈動移除部件)中，執(zhí)行用于從在S30中計算出的壓力波形W-PC 中減去在S40中選擇出的脈動模型M的處理(脈動移除處理)，以計算圖4(c)中所示的移除了脈動的波形W-PC-M。已經(jīng)從通過這種方式計算出的移除了脈動的波形W-PC-M中移除了脈動B的影響。除非在壓力波形W-PC的相位和脈動模型M的相位相互精確關(guān)聯(lián)和匹配的狀態(tài)中執(zhí)行該脈動移除處理，否則移除了脈動的波形W-PC-M的精確度降低。因此，在本實施例中， 壓力波形的相位和脈動模型的相位基于噴射結(jié)束命令信號的輸出時刻而相互關(guān)聯(lián)。例如， 可以將脈動模型M的開始時刻與時刻t3相匹配和相關(guān)聯(lián)。因此，可以提高移除了脈動的波形W-PC-M的計算精確度。在下面的S60(噴射狀態(tài)估計部件)中，基于在S50中計算出的移除了脈動的波形W-PC-M來估計圖2(b)中所示的噴射速率波形。例如，預先將出現(xiàn)在移除了脈動的波形 W-PC-M中的各個改變點PI、P2、P3、P5、傾斜度Ra、R^、從Pl到P2的壓力減小量等與噴射速率波形的各個改變點Rl、R2、R3、R4、傾斜度Ra、Rβ和最大噴射速率1 之間的相關(guān)性存儲在ECU 30中?；谠撓嚓P(guān)性從移除了脈動的波形W-PC-M估計噴射速率波形。在圖 2(b)的示例中，將噴射速率波形估計為梯形形狀?？商鎿Q地，當噴射命令時間段Tq較短并且噴射量較少時，噴射速率波形的形狀變?yōu)槿切涡螤?。通過這種方式，根據(jù)本實施例，將隨著閥構(gòu)件12向閥關(guān)閉位置(支撐面lie上的支撐位置)的移動而出現(xiàn)的壓力波形中的脈動B建模為多種類型的模式并且將其存儲。然后，從多種類型的脈動模型M1-M3中選擇出與實際脈動B最接近的脈動模型M。然后，從壓力波形W-PC中減去所選擇的脈動模型M，以計算移除了脈動的波形W-PC-M。因此，從壓力波形W中移除了由于除了噴射以外的影響引起的脈動B。因此，可以提高經(jīng)校正的壓力波形(即，移除了脈動的波形)與實際的噴射速率改變之間的相關(guān)性。基于具有與噴射速率改變的提高的相關(guān)性的移除了脈動的波形W-PC-M來估計噴射速率波形。因此，可以以較高的精確度來感測噴射速率波形(即，噴射狀態(tài))?；诋斍暗墓獕毫C來選擇與實際脈動B最接近的脈動模型M。因此，可以以較高的精確度來選擇與實際脈動B最接近的脈動模型M。因此，可以提高移除了脈動的波形 W-PC-M的計算精確度，并且可以提高燃料噴射狀態(tài)的估計精確度。使用非噴射氣缸的燃料壓力傳感器20與噴射時間壓力波形W同時感測的波形 (非噴射時間壓力波形)表示分配供應壓力PC的改變。注意到這一點，基于非噴射時間壓力波形來獲取用于選擇的供應壓力PC。因此，可以不必向共軌42提供專用于感測供應壓力的燃料壓力傳感器。此外，根據(jù)本實施例，通過從噴射時間壓力波形W中減去指示分配供應壓力PC的改變的波形來執(zhí)行校正。因此，從噴射時間壓力波形W中移除了分配供應壓力PC的改變的影響。因此，可以提高移除了脈動的波形W-PC-M與實際噴射速率改變之間的相關(guān)性。因此， 可以促進噴射速率波形的計算精確度的提高。(其它實施例)本發(fā)明不限于上述實施例。例如，可以采用下面的修改。可以任意組合實施例的特征結(jié)構(gòu)。在上述實施例中，基于供應壓力PC來選擇最佳脈動模型M?？商鎿Q地，可以執(zhí)行用于計算多種類型的脈動模型M1-M3與壓力波形W-PC的偏差量的匹配處理，并且可以選擇具有最小偏差量的脈動模型。例如，可以通過最小二乘法來計算偏差量。在上述實施例中，基于使用非噴射氣缸的燃料壓力傳感器20感測的壓力波形來獲取分配供應壓力PC?？商鎿Q地，可以將燃料壓力傳感器(未示出)安裝至共軌42，并且可以基于使用該燃料壓力傳感器感測到的壓力波形來獲取分配供應壓力PC。在上述實施例中，執(zhí)行用于通過從噴射時間壓力波形W中減去非噴射時間壓力波形以校正噴射時間壓力波形W以及用于從經(jīng)校正的噴射時間壓力波形W-PC中減去脈動模型M的處理?？商鎿Q地，可以取消上述校正，并且可以執(zhí)行用于從噴射時間壓力波形W中減去脈動模型M的處理。在圖1所示的上述實施例中，將燃料壓力傳感器20安裝至噴射器10?？商鎿Q地， 根據(jù)本發(fā)明的燃料壓力傳感器可以是被安排為感測從共軌42的排放孔4 延伸至噴射孔 lib的燃料通道中的燃料壓力的燃料壓力傳感器。因此，例如，可以將燃料壓力傳感器安裝至連接共軌42和噴射器10的高壓管42b。也即是說，連接共軌42和噴射器10的高壓管 42b以及主體11中的高壓通道Ila與燃料供應通道相對應。本發(fā)明不應限于所公開的實施例，而是可以在不偏離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下以多種其它方式來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種應用于燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射狀態(tài)感測設備，所述燃料噴射系統(tǒng)具有噴射器，所述噴射器用于通過引發(fā)打開和關(guān)閉噴射孔的閥構(gòu)件的打開操作來從所述噴射孔噴射出要在內(nèi)燃機中燃燒的燃料；以及燃料壓力傳感器，所述燃料壓力傳感器用于感測延伸至所述噴射孔的燃料供應通道中的燃料壓力，所述燃料噴射狀態(tài)感測設備包括壓力波形獲取部，其用于基于所述燃料壓力傳感器的感測值來獲取指示隨著燃料噴射而在所述燃料供應通道中發(fā)生的燃料壓力的改變的壓力波形；脈動模型存儲部，其用于預先存儲將所述壓力波形中的脈動建模為多種類型的模式的脈動模型，其中所述壓力波形中的所述脈動是隨著所述閥構(gòu)件向閥關(guān)閉位置的移動而發(fā)生的；脈動模型選擇部，其用于從多種類型的所述脈動模型中選擇與出現(xiàn)在所述壓力波形中的實際脈動最接近的脈動模型；脈動移除部，其用于通過從所述壓力波形中減去由所述脈動模型選擇部選擇的脈動模型來計算移除了脈動的波形；以及噴射狀態(tài)估計部，其用于基于所述移除了脈動的波形來估計所述噴射孔的所述燃料噴射的燃料噴射狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)感測設備，其中所述脈動模型選擇部基于供應給所述噴射器的所述燃料的供應壓力來選擇所述脈動模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射狀態(tài)感測設備，其中所述噴射器被分別提供給多缸內(nèi)燃機的多個氣缸，并且所述燃料壓力傳感器被分別提供給所述噴射器，以及所述脈動模型選擇部通過將由所述燃料壓力傳感器之中的與未執(zhí)行所述噴射的所述噴射器對應的所述燃料壓力傳感器感測到的壓力視為所述供應壓力，來執(zhí)行所述選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的燃料噴射狀態(tài)感測設備，其中所述脈動移除部基于向所述噴射器輸出噴射結(jié)束命令信號的時刻來使所述壓力波形的相位和所述脈動模型的相位相互關(guān)聯(lián)，并且通過在關(guān)聯(lián)的狀態(tài)中從所述壓力波形中減去所述脈動模型來計算所述移除了脈動的波形。
全文摘要
燃料噴射狀態(tài)感測設備基于燃料壓力傳感器(20)的感測值來獲取指示隨著燃料噴射而在燃料供應通道(11a、42b)中發(fā)生的燃料壓力的改變的壓力波形。該設備預先存儲將壓力波形中的脈動建模為多種類型的模式的脈動模型，其中壓力波形中的脈動是隨著噴射器(10)閥構(gòu)件(12)向閥關(guān)閉位置的移動而發(fā)生的。該設備從多種類型的脈動模型中選擇與出現(xiàn)在壓力波形中的實際脈動最接近的脈動模型。該設備通過從壓力波形中減去所選擇的脈動模型來計算移除了脈動的波形。該設備基于移除了脈動的波形來估計燃料噴射速率波形(作為燃料噴射狀態(tài))。
文檔編號F02D41/38GK102287286SQ20111016705
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者阪田正和 申請人:株式會社電裝